Што е дозволен напон?

Дозволениот напон (σ_allow или f или S) е максималниот напон дозволен во проектот. Тој е еднаков на јачината на материјалот поделена со безбедносен фактор дефиниран со проектниот код (на пр. ASME VIII, EN 13445).

Како се пресметува дозволениот напон според ASME VIII?

ASME VIII Div.1: S = min(Rp0.2/1.5, Rm/3.5) на собна температура. На повисоки температури, времено зависните (пузење) својства може да бидат меродавни. Изданието од 2007 година го намали факторот на UTS од 4 на 3.5.

Како се пресметува дозволениот напон според EN 13445?

EN 13445-3: f = min(Rp0.2/1.5, Rm/2.4) за феритни челици. За аустенитни: f = max(Rp0.2/1.5, Rp1.0/1.2) но ≤ Rm/3. Температурно зависни вредности од EN 10028.

Кога пузењето станува важно?

Пузењето е значајно над ~350°C за јаглероден челик, ~400°C за нисколегиран, ~450°C за аустенитен нерѓосувачки, ~500°C за високолегиран. Над овие температури, времено зависниот напон на кршење е меродавен за дозволениот.

Што е ефикасност на заварениот спој?

Ефикасноста на заварениот спој (E или z) го намалува дозволеното напрегање врз основа на нивото на NDE: E=1.0 за целосно радиографско испитување, E=0.85 за точкест RT, E=0.7 за без волуметриско NDE. Ги зема предвид потенцијалните дефекти на заварот.

Бесплатна инженерска алатка

Дозволен напон по материјал

Пресметајте проектен дозволен напон според ASME VIII Div.1 или EN 13445-3. Својства зависни од температура, проверка на кинење поради течење, фактор на ефикасност на заварен спој. 12+ класи на материјали.

ASME VIIIEN 13445σ_allowПроверка на течењеФактор на завар

Класа на материјал

Стандард за проектирање

Проектна температура (°C)

Ефикасност на заварен спој

Тип на оптоварување

Брзи пресети

Проектен дозволен напон

Дозволен напон σ_allow × E

—

Rp0.2(T) / Фактор на сигурност

—

Rm(20°C) / Фактор на сигурност

—

σ_allow (пред факторот на заварување)

—

Меродавен критериум

—

Проверка на опсегот на ползење

—

Дозволен напон приспособен на оптоварувањето

—

Својства на материјалот при T

—

EN 13445-3 (Феритни челици)

ASME VIII Div.1

Температурно намалување на напонот

И границата на течење и UTS се намалуваат со температурата. Овој калкулатор користи линеаризирани криви на намалување засновани на податоци од EN 10028 / ASME II-D:

Под 100°C: својствата се на вредности при собна температура
100–400°C: постепено намалување (границата на течење опаѓа побрзо од UTS)
Над 400°C: значително намалување; ползењето може да биде меродавно

Режим на ползење

Кога проектната температура ја надминува температурата на започнување на ползење, меродавен е временски зависниот напон на кинење. Типично започнување на ползење:

Тип на материјал	Започнување на ползење (°C)	Типична макс. проектна T
Јаглероден челик (S235, S355)	~350	400°C
C-Mn челик за притисок (P265GH, P355GH)	~380	450°C
Mo челик (16Mo3)	~400	500°C
CrMo челик (13CrMo4-5)	~450	550°C
2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10)	~470	600°C
Аустенитен нерѓосувачки челик (304, 316L)	~500	700°C

Практичен пример

Пример — P265GH при 250°C, EN 13445

Дадено: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, заварување E=1.0

Rp(250°C) ≈ 265 × 0.85 = 225.3 MPa (намалување поради температура)

f_yield = 225.3 / 1.5 = 150.2 MPa

f_UTS = 410 / 2.4 = 170.8 MPa

f = min(150.2, 170.8) = 150.2 MPa (меродавна е границата на течење)

Со E=1.0: σ_allow = 150.2 MPa

Споредба на материјали на собна температура

Материјал	Rp0.2	Rm	f (EN)	S (ASME)
S235JR	235	360	150	103
S355JR	355	510	213	146
P265GH	265	410	171	117
P355GH	355	490	204	140
16Mo3	280	450	187	129
13CrMo4-5	295	460	192	131
10CrMo9-10	275	450	183	129
304 SS	210	520	140	138
316L SS	200	500	133	133
2205 Duplex	450	620	258	177

⚠️ Забелешка: Овој калкулатор дава приближни вредности за прелиминарен дизајн. Секогаш проверувајте со актуелните табели од стандардот (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) за вашата конкретна класа на материјал, форма на производот, дебелина и температура.

Дозволениот напон е максималниот напон дозволен во проектиран конструктивен елемент. Тој е јачината на материјалот поделена со коефициент на сигурност утврден со пропис. Неговата употреба обезбедува елементот да не откаже при нормално (или ненормално) оптоварување, со соодветна резерва на сигурност.

Различни прописи користат различни коефициенти на сигурност, што доведува до различни дозволени напони за истиот материјал.

ASME VIII користи коефициент на сигурност за UTS од 3.5 (пред 2007 бил 4.0), додека EN 13445 користи 2.4. Ова значи дека ASME е поконзервативен според критериумот UTS. Сепак, двата користат 1.5 за границата на течење.

За материјали со висока јачина кај кои границата на течење е меродавна (на пр. S355, 2205), двата прописа даваат слични резултати. За материјали со пониска јачина кај кои UTS е меродавен, ASME е значително поконзервативен.

И границата на течење и UTS се намалуваат со зголемувањето на температурата. Границата на течење се намалува побрзо. Над температурата на почеток на ползење, напонот на кинење зависен од времето може да стане меродавен критериум.

Пример: S355 при 400°C има Rp ≈ 297 MPa (наспроти 355 при RT), па дозволениот напон се намалува од 213 на ~173 MPa (EN).

Ползењето е значително над: ~350°C за јаглероден челик, ~400°C за Mo челик, ~450°C за CrMo, ~500°C за аустенитен SS. Над овие температури, напонот на кинење поради ползење за 100,000h, поделен со неговиот коефициент на сигурност, може да биде понизок од дозволениот напон заснован на границата на течење.

Ефикасноста на заварениот спој (E или z) ги зема предвид можните дефекти на заварувањето:

E=1.0: Целосно радиографско или ултразвучно испитување на сите заварени шевови
E=0.85: Радиографско испитување по избор (делумно)
E=0.7: Без волуметриско NDE (само визуелно)

Ефективниот дозволен напон = σ_allow × E. Употребата на E=1.0 бара повеќе NDE, но овозможува потенки ѕидови.

Постапките опишани на оваа страница беа развиени и теренски тестирани од тимот на Vibromera користејќи го Balanset-1A, преносен двоканален балансер и анализатор на вибрации за балансирање ротори на самото место.

Калкулатор за дозволен напон | ASME VIII / EN 13445 | Намалување поради температура | Бесплатна алатка